JPH0377515B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の産業上の利用分野〕 本発明は、静電的に形成された未定着画像を熱
や圧力等により定着する定着装置に関する。特に
は、一対の回転体間に未定着画像を支持する支持
材を通すことにより未定着画像の定着を行なう定
着装置に関する。 〔従来技術〕 従来電子写真複写機等の画像形成装置におい
て、トナー像を紙などに定着する工程に関しては
種々の方法や装置が開発されている。現在最も一
般的な方法は熱と圧力を同時に適用するいわゆる
熱ロール定着方式であり、これはトナー像を担持
している受像シートを加熱されたローラーと接触
させてトナー像を受像シートに定着させる方法で
ある。しかしながら、このような定着方式を利用
するといわゆるオフセツト等のトラブルを生じ易
い。オフセツトは受像シートに担持されたトナー
像の一部がローラー表面に転移するという好まし
くない現像であり、熱ロール定着方式を開発する
上での大きな問題である。現在一般に用いられて
いる熱ロール定着器ではトナー像と接触するロー
ラーは通常、離型性のよいシリコンゴムもしくは
フツ素系樹脂によつて少なくとも表面層が形成さ
れているが、その表面にオフセツト防止のため及
びローラー表面の疲労を防止するためにシリコン
オイルのような離型性の油を塗布する方式が多
い。しかしながら油を塗布する方式では、油塗布
系を設けることにより定着装置が複雑になること
及び油の蒸発により使用者に不快感を与えること
等の問題がある。それゆえ、油塗布によつてオフ
セツトを防止せんとする方向は好ましくなく、む
しろ定着温度領域の広い耐オフセツト性の良好な
トナーの開発が望まれているのが現状である。 確かに熱ロール定着方式の開発において、材料
的に限定されたロール材質及び離型性油に過度の
離型性を求めることは定着システム設計上適当で
はなく、むしろ現像特性とのバランスを保ちつつ
オフセツトフリーのトナーを開発することの方
が、安価でコンパクトな定着装置を作る上では重
要である。 従来より、オフセツトフリーのトナーを開発す
るための重要なポイントとして、トナー溶融時の
粘度・離型性があげられる。 すなわち、トナーが溶融時温度変化に対して粘
度の変化が少なくかつ適当な粘度を有しており、
さらに熱ロールに対して離型性を有するようにト
ナー組成を設計することが重要である。 これらは一言で言えば、トナーの熱的物理的性
質の問題である。 〔発明が解決する問題点〕 しかしながら本発明者は、トナーの熱的物理的
性質のみでは説明できない次のような現像を見い
出した。 スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体100重
量部、低分子量ポリプロピレン10重量部、カーボ
ンブラツク６重量部から成るトナーを作成する。
このトナーをキヤリアー鉄粉と混合して負荷電性
トナーとし、正性潜像を現像して普通紙に転写す
る。得られる未定着画像をＮとする。また、同一
のトナーを表面コートしたキヤリアー鉄粉と混合
して正荷電性トナーとし、負性潜像を現像して普
通紙に転写する。得られる未定着画像をＰとす
る。次いで、表面がポリテトラフルオロエチレン
で被覆され、内部にハロゲンランプを有する定着
ローラーと表面がシリコンゴムで被覆された加圧
ローラーとを有する定着器を用いて、画像Ｎ，Ｐ
の定着テストを行つた。結果は以下の表−１の通
りであつた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決する本発明は、未定着トナー
像と接し導電性の基材を有する第１の回転体と、
この第１の回転体と圧接し導電性の基材を有する
第２の回転体とで、未定着トナー像を支持した支
持材を挟持搬送して定着を行う定着装置におい
て、前記第１の回転体の基材は接地され、上記第
２の回転体の基材は未定着トナー像と逆極性の電
位が加えられていることを特徴とするものであ
る。 〔発明の実施例〕 以下の説明において、電気的負性潜像とは現像
電極に対して電位的に負である潜像を意味し、負
電荷を有する潜像はもちろん、正電荷を有する潜
像であつても反転現像を行なう場合には本発明に
包含される。 上記電気的負性潜像等を形成する工程として
は、例えば、酸化亜鉛感光体、各種有機光導電体
等のＮ型光導電体に負電荷を付与し像露光して形
成するカールソン法、絶縁層−Ｐ型光導電体−導
電性基板の３層を有する感光体を負帯電し、像露
光と同時に正帯電もしくはAC徐電、さらに全面
露光を行なつて形成するNP法など周知の方法が
ある。 電気的負性潜像を現像する方法としては、例え
ば、米国特許第2874063号明細書に記載されてい
る磁気ブラシ法、同第2221776号明細書に記載さ
れているカスケード現像法、特開昭54−42141号、
特開昭に記載されている絶縁性磁気トナーを用い
る方法、パウダークラウド法、インプレツシヨン
法、高抵抗の磁性トナーを用いる方法などがあ
る。 以下の実施例で使用する加熱された少なくとも
１対のローラー間を通過せしめて、トナー像をト
ナー支持体に定着するものとしては、例えば、内
部に熱源を有する表面がフツ素系樹脂ないしシリ
コーンゴムで被覆された定着ローラーと必要に応
じて内部に熱源を有するフツ素系樹脂ないしシリ
コーンゴムで被覆された加圧ローラーとをほぼ互
いに平行に設けて配置し、両ローラー間におよそ
0.01〜10Kg／cm程度の線圧を印加して、両ローラ
ー間を通過する画像を熱定着する方法がある。こ
の工程においては、必要に応じて熱エネルギーを
供給するためのローラー、オフセツトしたトナー
を除くためのクリーナー、オイルを塗布するため
の手段等を設けても良い。また、必要に応じて潜
像保持体上の現像画像を転写部材上に転写する工
程を有するが、そのためにコロナ転写方式、バイ
アスロール転写方式、磁気転写方式などを用いる
ことができる。この場合、通常潜像保持体上の残
余のトナーをクリーニングする必要があるが、そ
のためにはブレードクリーニング方式、フアーブ
ラシクリーニング方式、磁気ブラシクリーニング
方式などを用いることができる。上記電気的負性
潜像を現像するためのトナーとしては、熱ロール
定着に適した比較的分子量分布の広いスチレン系
重合体、アクリル系重合体、ポリエステル、エポ
キシ樹脂、ポリアミドなどの重合体を結着樹脂と
し、着色剤として、カーボンブラツク、鉄黒、グ
ラフアイト、ニグロシン、群青フタロシアニンブ
ルー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、キ
ナクリドン金属錯塩染料、各種レーキ顔料などを
用いれば良い。さらに必要に応じて正荷電制御・
凝集防止・離型性向上等の目的のために、ニグロ
シン置換された４級アンモニウム塩、ジメチルア
ミノエチルメタクリレート重合体、ビニルピリジ
ン重合体、アクリルアミド重合体、塩基性染料及
びそのレーキ、コロイド状シリカ、低分子量ポリ
エチレン、低分子量ポリプロピレン、ビスアマイ
ド、高級脂肪酸及びその金属塩などを添加しても
良い。 また、上記説明したトナーを磁性トナーとする
には、強磁性の元素及びこれらを含む合金、化合
物などであり、マグネタイト、ヘマタイト、フエ
ライトなどの鉄、コバルト、ニツケル、マンガン
などの合金や化合物、その他の強磁性合金など従
来より磁性材料として知られている物質などを添
加すれば良い。さらに必要に応じて鉄粉、ガラス
ビーズ、ニツケル粉、フエライド粉などのキヤリ
アー粒子と混合されて、電気的潜像の現像剤とし
て用いても良く、また粉体の自由流動性改良等の
目的でコロイド状シリカ微粉末やトナー固着防止
のために酸化セリウムなどの研摩剤を添加しても
良い。 以下実施例を以つて本発明を詳述するが、もち
ろん本発明がこれに限定されるものではない。 第１図は本発明に係る定着装置が適用可能な複
写装置又は記録装置の一実施形態を示す。 １は酸化亜鉛感光体であり、酸化亜鉛−バイン
ダー層とアースされた導電性基体とから成り、矢
印の方向に定速回転する（ここでは線速100mm／
sec）。２は周知の帯電装置であり、−7KVの負極
性コロナを放電し、感光体１上に負電荷を付与す
る。３は原稿像、又は光像、あるいは画像信号に
より変調された光ビーム等を投影する光像照射装
置であり、これにより感光体１上に負性潜像を形
成する。形成された負性潜像は現像装置４を用い
て現像される。現像装置中のトナー４ａは、スチ
レン−メタクリル酸ブチル共重合体100重量部、
140℃における溶融粘度が280cpsのポリプロピレ
ン、ニグロシン染料２重量部、磁性粉60重量部、
コロイダルシリカ２重量部から成る正荷電性磁性
トナーであり、内部に固定された磁石４ｃを有す
るSUSステンレス鋼製の現像スリーブ４ｂが矢
印の方向に感光体１とほぼ同じ線速で回転するこ
とによつて、250μに設定された鉄製ブレード４
ｄとスリーブ４ｂの間〓を通過してスリーブ４ｂ
上にコートされる。 コートされたトナーは感光体１とスリーブ４ｂ
との最小間〓部において潜像のパターンに応じて
スリーブ４ｂから感光体１へと転移する。ここ
で、スリーブ４ｂと感光体１との間〓は250μに
設定されており、スリーブ４ｂには−150Vの直
流バイアス、1.2KHz、1.5KVの交流バイアスが印
加されている。続いて、感光体１上の正帯電した
トナー像は−7KVの帯電装置６によつて転写紙
７上に転写される。次いで、定着装置９によつて
定着される。 一方、感光体１上の転写されなかつた残余のト
ナーはクリーナー８によつて感光体１上により除
去される。 第２図は本発明の実施例の定着装置の断面図で
ある。 転写紙７の未定着の画像面に接触するローラー
は、ローラーの基材たる鉄製の芯金９ａと、芯金
９ａの内部にハロゲンランプを有し、またローラ
ー表面にはポリテトラフルオロエチレンの被覆層
９ｃを有する。 また、転写紙７の未定着の画像面の裏面に接触
するローラーは、内部が中空のローラーの基材た
る鉄製の芯金９ｄと、この芯金９ｄに被覆された
シリコンゴムからなる被覆層９ｅとを有する。 この定着ローラー間、特に芯金９ａ，９ｄ間に
未定着画像と接しない側のローラーが未定着画像
と接する側のローラーに対して電気的に負となる
ようにバイアス電圧９ｇを印加することにより両
ローラー間に電位差を付与してある。 即ち、この電位差により、正荷電性のトナーは
電気的に負の方向、即ち、未定着画像と接しない
側のローラーの方に引かれるためオフセツトが軽
減乃至無くなる。 実際に得られた画像は鮮明で、又オフセツトは
観察されなかつた。これに対してバイアス電圧９
ｇを印加しないことを除いては上記と同様に行な
つたところ、オフセツトが見られた。 上記実施例では、加熱された少なくとも１対の
定着ローラーのうち画像面と接触するローラー
と、画像面と接触しないローラー間に電位差を付
与、特に画像面と接触しないローラーが電気的に
負となるように電位差を付与しているが、熱を利
用しない圧力定着装置等に用いることも、さらに
好ましい実施例である。さらに搬送ローラー対10
と定着ローラーとの両方に設ければその効果は倍
増するというさらに好ましい実施例となる。 又、上記実施例は、負性潜像と正電荷トナーを
用いた例を示したが、本発明はこれに限定するも
のではなく、潜像が正極性で負電荷トナーを用い
た場合は、トナー像と接する側のローラーやベル
ト類の回転体等の部材が、トナー像と接しない側
の回転体に対して電気的に負となるようにローラ
ーの芯金間に電位差を付与すれば良い。 〔発明の効果〕 以上、本発明によれば従来生じていた画像の飛
散やオフセツト等の種々の問題点を解決し、高度
の分離性を有し、オフセツト防止効果が極めて優
れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が実施適用可能な複写装置の一
実施例の概略図、第２図は本発明の一実施例の要
部断面図である。 １は感光体、２，６は帯電装置、４は現像装
置、４ａはトナー、５はトナー像、７は転写紙、
９は定着装置、９ａ，９ｄは芯金、９ｇはバイア
ス電圧。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 未定着トナー像と接し導電性の基材を有する
   第１の回転体と、この第１の回転体と圧接し導電
   性の基材を有する第２の回転体とで、未定着トナ
   ー像を支持した支持材を挟持搬送して定着を行う
   定着装置において、 前記第１の回転体の基材は接地され、上記第２
   の回転体の基材は未定着トナー像と逆極性の電位
   が加えられていることを特徴とする定着装置。